实验五-GMSK调制及相干解调实验

实验五GMSK调制及相干解调实验MACROBUTTONMTEditEquationSection2SEQMTEqn\r\hSEQMTSec\r5\h实验目的1、了解GMSK调制原理及特性2、了解GMSK解调原理及特性3、了解载波在相干及非相干时的解调特性4、掌握MSK调制与GMSK调制的差别实验内容1、观察I、Q两路基带信号的特征及与输入NRZ码的关系。2、观察IQ调制解调过程中各信号变化。3、观察MSK调制及GMSK调制信号的区别。4、观察解调载波相干时和非相干时各信号的区别。基本原理1、GMSK调制原理GMSK调制方式，是在MSK调制器之前加入一个基带信号预处理滤波器，即高斯低通滤波器，由于这种滤波器能将基带信号变换成高斯脉冲信号，其包络无陡峭边沿和拐点，从而达到改善MSK信号频谱特性的目的。实现GMSK信号的调制，关键是设计一个性能良好的高斯低通滤波器，它必须具有如下特性：①有良好的窄带和尖锐的截止特性，以滤除基带信号中多余的高频成分。②脉冲响应过冲量应尽量小，防止已调波瞬时频偏过大。③输出脉冲响应曲线的面积对应的相位为π/2，使调制系数为1/2。高斯低通滤波器的冲击响应为该滤波器对单个宽度为Tb的矩形脉冲的响应为 当BbTb取不同值时，g(t)的波形如图5-1所示图5-1高斯滤波器的矩形脉冲响应GMSK的信号表达式为GMSK的相位路径如图5-2所示。图5-2GMSK的相位轨迹从图5-1和5-2可以看出，GMSK是通过引入可控的码间干扰（即部分响应波形）来达到平滑相位路径的目的，它消除了MSK相位路径在码元转换时刻的相位转折点。从图中还可以看出，GMSK信号在一码元周期内的相位增量，不像MSK那样固定为±π/2，而是随着输入序列的不同而不同。由式（5-4）可得 式中尽管g(t)的理论是在－∞＜t＜＋∞范围取值，但实际中需要对g(t)进行截短，仅取(2N+1)Ts区间，这样可以证明在码元变换时刻的取值是有限的。这样我们就可以事先制作和两张表，根据输入数据读出相应的值，再进行正交调制就可以得到GMSK信号，如图5-3所示图5-3波形存储正交调制法产生GMSK信号“NRZ-Q”测试点与“NRZOUT”测试点的信号进行对比：基带模块上“I-OUT”点信号与“NRZ-I”对比：基带模块上“I-OUT”点信号与“NRZ-Q”对比：基带模块上“Q-OUT”点信号与“NRZ-I”对比：基带模块上“Q-OUT”点信号与“NRZ-Q”对比：调制后GMSK信号频谱：IQ解调单元上的“I-OUT”及“Q-OUT”端：IQ模块的“I-OUT”端及“I-IN”端：IQ模块的“Q-OUT”端及“Q-IN”端：再生模块上“NRZ”端和基带模块上“NRZIN”端：5.“NRZIN”和“NRZOUT”信号：“NRZ-I”测试点与“NRZOUT”测试点的信号进行对比：“NRZ-Q”测试点与“NRZOUT”测试点的信号进行对比：基带模块上“I-OUT”点信号与“NRZ-I”对比：基带模块上“I-OUT”点信号与“NRZ-Q”对比：基带模块上“Q-OUT”点信号与“NRZ-I”对比：基带模块上“Q-OUT”点信号与“NRZ-Q”对比：调制后GMSK信号频谱：IQ解调单元上的“I-OUT”及“Q-OUT”